提高PIC16C711單片機片內(nèi)A/D分辨率的方法

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作者：中國直升機設(shè)計研究所李艷萍蔡春富時間：2007-08-27 來源：單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用

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目前，單片機中嵌入的A/D一般為8位到10位，難以滿足信號處理應(yīng)用中高分辨率的要求；而外接高分辨率的A/D將使成本明顯提高，因為A/D轉(zhuǎn)換器的價格將隨其位數(shù)的增加而成倍增加。本文介紹一種提高PIC16C711單片機片內(nèi)A/D分辨率的方法，將PIC16C711片內(nèi)的8位A/D提高到11位。這種方法在PIC系列的其他單片機也適用。

　　美國Microchip公司推出的8位單片機PIC16C711是一種性能價格比很高的單片機。它價格低、封裝小、采用CMOS工藝，具有OTP型，開發(fā)起來很方便。它內(nèi)含4路8位高速A/D，將它擴展到11位后，可以大大提高單片機應(yīng)用系統(tǒng)的性能價格比。

　　一、硬件電路

　　實現(xiàn)擴展的原理圖如圖1所示。8個等值的精密電阻R將0～5V基準電壓分割成8檔，每檔范圍為0.625V。8個抽頭分別接CD4051八選一模擬開關(guān)的8個輸入端，通道選擇控制端C，B，A分別由PIC16C711單片機的RB2，RB1，RB0控制。IC2和IC3為高輸入阻抗運放，IC2構(gòu)成跟隨器，IC3構(gòu)成精密差分放大器。

實現(xiàn)擴展的原理圖

　　二、工作原理

　　實現(xiàn)11位A/D轉(zhuǎn)換由PIC16C711

做2次8位A/D轉(zhuǎn)換完成。PIC16C711有4個模擬量輸入通道RA0～RA3，這些模擬量輸入通道復(fù)用1個采樣保持器進入到A/D轉(zhuǎn)換器。參考電壓Vref可以來自外部也可以來自內(nèi)部VDD，A/D轉(zhuǎn)換器屬于逐次逼近式，轉(zhuǎn)換結(jié)果（8位）存入ADRES寄存器。在A/D轉(zhuǎn)換前必然選擇適當?shù)耐ǖ?，設(shè)置足夠的采樣時間。用戶可以通過設(shè)置A/D控制寄存器ADCON0和ADCON1來控制其轉(zhuǎn)換過程，同時A/D轉(zhuǎn)換的狀態(tài)也會在ADCON0中體現(xiàn)出來。

　　先將待轉(zhuǎn)換的電壓Vi送到PIC16C711的RA0通道做一次A/D轉(zhuǎn)換。根據(jù)轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字量由軟件算出Vi在8檔中位置，用Vi減去Vi所在檔的起始電壓。將所得差值放大8位，使之變?yōu)?～5V電壓信號，再送給PIC16C711的RA1通道做1次A/D轉(zhuǎn)換，所得數(shù)字量是11位AD轉(zhuǎn)換的低8位，而檔位CBA就是高3位，從而實現(xiàn)11位A/D轉(zhuǎn)換。

　　舉例說明如下：假設(shè)輸入電壓Vi為3V，程序控制PIC16C711的RA0通道先進行第1次A/D轉(zhuǎn)換，所得結(jié)果是153，即3/5

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